MATLAB语言与控制系统仿真-参考答案-第1章

1、 1.6MATLAB操作基础-实训1.6.1实训目的熟悉MATLAB语言环境，识别MATLAB桌面和命令窗口，命令历史窗口，工作空间窗口等；练习设置变量精度或变量显示方式；练习通过MATLAB编程解决一些实际问题；通过作图总结自变量增量设置对作图结果的影响；学会求解方程、方程组的基本方法；练习M文件的建立与执行；学会进入工具箱的演示系统，以便于进一步了解和学习感兴趣的知识，为以后的自主学习奠定基础。1.6.2实训内容1.根据表1-2中要求，先使用命令format改变变量的精度或显示方式，然后键入表达式，并将运行结果填入表1-2中，并练习使用clc清除命令窗口中内容。表1-2命令行变量精度设置记

2、录表命令行键入表达式formatbankformatshortformatshorteformatrat备注pi3.143.14163.1416e+000355/113兀exp(1)2.722.71832.7183e+0001457/536e1exp(-0.5)0.610.60656.0653e-001743/1225e-0.5sqrt(2)1.411.41421.4142e+0001393/985逅8A264.0064.00006.4000e+00164823A481.0081.00008.1000e+0018134a=pi;exp(l);exp(-0.5);sqrt(2);8人2;3人4;

3、formatbank;aa=3.142.720.611.4164.0081.00formatshortaa=3.14162.71830.60651.414264.000081.0000formatshorteaa=3.1416e+0002.7183e+0006.0653e-0011.4142e+0006.4000e+0018.1000e+001formatrataa=355/1131457/536743/12251393/98564812.编写MATLAB程序计算，根据程序运算结果填空（要求保留两位小数）a二e-0.5+J13.58=(4.29)；程序为：a=exp(-0.5)+sqrt(13

4、.58)formatbank;a=exp(-0.5)+sqrt(13.58)a=4.29已知两个圆的半径分别为r二3.5cm，r二6cm，则两个圆的周长分别为l=121(21.99)cm,l=(37.70)cm;面积分别为s=(38.48)cm2*pi*r;pi*r.*rl提示：圆的周长计算公式为：L二2兀r，圆的面积S=兀r2，其中r为圆的半径。formatbank;r=3.56;2*pi*r;pi*r.*rans=21.9937.7038.48113.10，s=(113.10)cm2212程序：formatbank;r=3.56;rl=28:r2=10:4/3*pi*rM3-4/3*pi*

5、r2人34*pi*r2*r24提示：球的体积计算公式为：V二-兀r3，表面积S=4兀r2，其中r为球体的半径。formatbank;r1=28;r2=10;4/3*pi*r1A3-4/3*pi*r2A3ans=87763.534*pi*r2*r2ans=1256.643.练习MATLAB命令的基本操作常数矩阵输入a1=123a2=1;2;3记录结果，比较显示结果有何不同。答：al为行矩阵，a2为列矩阵。b=125b=125;记录结果，比较显示结果有何不同。答：加分号后不显示当前结果。a3=sqrt(3),5/4,exp(-0.2);1:3a4=a3记录结果，比较变量加“”后的区别。a3=sqr

6、t(3),5/4,exp(-0.2);1:3a3=1.73211.25000.81871.00002.00003.0000a4=a3a4=1.73211.00001.25002.00000.81873.0000变量加“”代表求原矩阵的转置矩阵。作循环指令程序通过建立M文件求取表达式1+2+3+98+99+200二?的值。sum=0;fori=1:1:200sum=sum+i;end在命令平台上键入sum后回车(键入Enter键)，记录计算结果。sum=0;fori=1:1:200sum=sum+i;endsumsum=20100增量与绘图，通过仿真结果回答问题(1)程序1t1=0:4*pi;y

7、1=sin(2*t1);plot(t1,y1);程序1可得到图形正弦曲线A(增量为默认值1)。2)程序2t2=0:0.2:4*pi;y2=sin(2*t2);plot(t2,y2);程序2可得到图形正弦曲线B(增量为0.2)。3)程序3t3=0:0.01:4*pi;y3=sin(2*t3);plot(t3,y3);程序3可得到图形正弦曲线C(增量为0.01)。t4=0:0.00001:4*pi;y4=sin(2*t4);plot(t4,y4);程序4可得到图形正弦曲线D(增量为0.00001)：回答问题：通过MATLAB仿真得到的正弦曲线A、B、C有何区别？答：曲线A失真严重，曲线B略有失真，

8、曲线C几乎没有失真。通过MATLAB仿真得到的正弦曲线C、D有何区别？答：曲线C和曲线D区别不大。你得到的结论是通常情况下增量（步长）取多少为宜？答：通常情况下增量（步长）取0.01即可满足一般的仿真要求和仿真精度解方程、方程组（要求保留4位小数）（1）x5一21x4+3.69x3-10.57x2+56.12x一3125=0d=1-213.69-10.5756.12-3125;roots（d）ans=20.85772.4747+2.6023i2.4747-2.6023i-2.4035+2.4168i-2.4035-2.4168i（2）s6+12s4一258s3+8.2s2一52s一19852=

9、0a=1012-2588.2-52-19852;roots（a）ans=-3.1684+6.3436i-3.1684-6.3436i6.3693-3.79281.8801+3.5790i1.8801-3.5790i解方程组x+2y一3.6z=11.9a=12-3.6;2-50.25;510.687.7;b=11.9;-25.3;300.8;a/babans=18.579512.94419.0466编程计算解决并回答问题(1)在打谷场上，有一个近似于圆锥形的大米堆，测得底面直径是6米，高是15米每立方米大米约重735千克，这堆大米大约重多少千克？1(提示：圆锥体体积=3sh,s为底面积，h为圆锥

10、体高度)h=15;d=6;s=pi*(d/2)*(d/2);v=1/3*s*hv=141.3717G=v*735G=1.0391e+005答：这堆大米大约重1.0391x105千克。一圆柱形金属构件，直径为20cm，长为110cm，质量为362kg,求此金属的密度(g/cm3)。d=20;L=110;v=pi*(d/2)*(d/2)*L;m=362000;rou=m/vrou=10.4753编写程序求取s21+23+25+27+195+197+199?sum=0;fori=21:2:199sum=sum+i;endsumsum=99007编写一个输入圆柱体半径R和圆柱体长度L,计算圆柱体表面积

11、S（包含上下2个圆的面积和侧面积）、圆柱体的体积V的M文件。并通过仿真完成以下表格，保留2位小数。圆柱体半径R圆柱体长度L圆柱体表面积S（cm2）圆柱体体积V（cm3）5cm200cm6440.2615707.9610cm190cm12566.3759690.2615cm180cm18378.32127234.5020cm170cm23876.10213628.3025cm160cm29059.73314159.27建立m文件（shixun0107.m）如下：R=input（输入圆柱体半径：）；L=input（输入圆柱体长度：）；S=pi*R*R*2+2*pi*R*L；V=pi*R*R*L；f

12、printf（圆柱体半径为%20fn,R）fprintf（圆柱体长度为%20fn,L）fprintf（圆柱体表面积（含上下两个底面）为%20fn,S）12566.370614fprintf（圆柱体体积为20fn,V）shixun0107输入圆柱体半径：5输入圆柱体长度：200圆柱体半径为5.000000圆柱体长度为200.000000圆柱体表面积（含上下两个底面）为6440.264940圆柱体体积为15707.963268shixun0107输入圆柱体半径：10输入圆柱体长度：190圆柱体半径为10.000000圆柱体长度为190.000000圆柱体表面积（含上下两个底面）为圆柱体体积为596

13、90.260418shixun0107输入圆柱体半径：15输入圆柱体长度：180圆柱体半径为15.000000圆柱体长度为180.000000圆柱体表面积（含上下两个底面）为18378.317024圆柱体体积为127234.502470shixun0107输入圆柱体半径：20输入圆柱体长度：170圆柱体半径为20.000000圆柱体长度为170.000000圆柱体表面积（含上下两个底面）为23876.104167圆柱体体积为213628.300444shixun0107输入圆柱体半径：25输入圆柱体长度：160圆柱体半径为25.000000圆柱体长度为160.000000圆柱体表面积（含上下两

14、个底面）为29059.732046圆柱体体积为314159.2653598.工具箱的交互演示通过Start按钮进入MATLAB控制系统（ControlSystem）工具箱的RLC电路响应演示系统，可参考以下路径。Start（开始）一Toolboxes（工具箱）一ControlSystem（控制系统工具箱）Demos（演示）InteractiveDemos（交互演示）RLCCircuitResponse（电阻R电感L电容C组成的电路响应）一RunthisDemo（运行此演示）按表中数据设置电阻R、电感L、电容C，观察并记录图形。电电电SystemTopology阻感容记录图形RLC（2）通过Start按钮进入偏微分方程（PartialDifferentialEquation）工具箱的CommandLine演示系统，可参考以下路径。Start（开始）fToolboxes（工具箱）一PartialDifferentialEquation（偏微分方程工具箱）fDemos（演示）一CommandLineRun